JPH0735738B2 - エンジンアイドル回転数制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンのアイドル運転状態時におけるエン
ジン回転数（エンジン回転速度）を制御するための装置
に関する。

従来より、この種のエンジンアイドル回転数制御装置の
中には、エンジン回転数やスロットル弁の開度等を検出
して、アイドル運転時の比較的安定した条件下で、エン
ジン回転数のフィードバック制御（アイドルスピードコ
ントロール）を行なう一方、アイドル運転時において比
較的迅速な制御を行ないたい条件下で、アクセルペダル
に連動したスロットル弁のポジションフィードバック制
御を行なえるようにしたものが提案されている。

このようなタイプのものは、アクセルペダルに連動する
スロットル弁がアイドル開度にあるときに係合するアク
チュエータを有し、スロットル弁がアイドル位置にある
こと（すなわち、スロットル弁がアクチュエータの制御
下にあること）をアイドルセンサが検出しているとき
に、スロットル開度センサ出力を用いたスロットル弁の
ポジションフィードバックを行なうものである。

しかしながらこのような装置では、エンジン始動時にお
いてアクセルペダルが踏み込まれた場合やアイドルセン
サ故障により、スロットル弁の位置がアイドル位置にあ
ることを検出されない場合、アクチュエータは駆動され
ないため、スロットル弁の最適最小開度（最適アイドル
開度位置）の設定が行なわれないことになる。すなわち
前回のエンジン停止が暖機完了後に行なわれて、エンジ
ン回転数低に対応するアイドル位置（スロットル開度
小）となったままスロットル弁のアイドル位置の制御が
終了し、次のエンジン始動時（エンジンキーの挿入時を
含む。）に、アクセルペダルの踏込み後のアイドル位置
がスロットル開度小に対応した位置となることが起きる
場合があるので、エンジンの冷態時のエンジン摩擦係数
やオイル粘度が大きいことにより、エンストを招くとい
う欠点がある。

本発明は、このような問題点の解消をはかろうとするも
ので、アクセルペダルと連動するスロットル弁のポジシ
ョンフィードバックに基づきアイドル時のスロットル開
度を規定するアクチュエータを使用したエンジンアイド
ル回転数制御装置において、エンジン始動時にエンジン
冷却水温度が低いにもかかわらず、アイドルセンサの故
障や運転者によるアクセルペダルの操作等によってアイ
ドル状態が検出されない場合に、エンジン始動直後に適
切なスロットル開度が得られないために運転者がアクセ
ルペダルから足を外した場合等に生じるエンストの防止
をはかったエンジンアイドル回転数制御装置の提供を目
的とする。

このため、本発明のエンジンアイドル回転数制御装置
は、アクセルペダルと連動するとともにエンジン吸気通
路に設けられたスロットル弁と、アイドル開度近傍に位
置する上記スロットル弁と係合して同スロットル弁の開
度を規制するアクチュエータと、上記スロットル弁の開
度を検出するスロットル開度センサと、エンジンがアイ
ドル運転状態であることを検出するアイドルセンサと、
上記エンジンの暖機温度を検出する温度センサとをそな
えるとともに、上記アイドルセンサによるアイドル運転
状態検出時に設定された条件下において、上記スロット
ル開度センサからの実開度信号と少なくとも上記温度セ
ンサの出力を含むエンジン運転状態情報に応じた目標開
度とを比較し、上記実開度が上記目標開度に近づくよう
に制御信号を上記アクチュエータへ出力する制御手段を
そなえ、さらに上記アクチュエータが基準位置にあるか
否かを検出する位置検出手段をそなえ、エンジン始動時
において、上記温度センサがエンジンの冷態を検出し、
上記アイドルセンサがエンジン始動時のアイドル運転状
態の履歴がないことを検出したとき、上記位置検出手段
の出力を受けて上記アクチュエータを上記基準位置まで
戻した後、上記アクチュエータに上記基準位置と上記目
標開度相当位置との差に応じた制御信号を出力する開度
較正手段が設けられたことを特徴としている。

以下、図面により本発明の一実施例としてのエンジンア
イドル回転数制御装置について説明すると、第１図はそ
の全体構成図、第２図はその制御要領を示すブロック
図、第３〜５図，第６図（ａ），（ｂ）および第７図は
いずれもその作用を説明するためのグラフ、第８〜11図
はいずれもその作用を説明するための流れ図である。

第１図に示すごとく、エンジンＥの吸気通路１には、ス
ロットル弁２が配設されており、このスロットル弁２の
軸2aは吸気通路１の外部でスロットルレバー３に連結さ
れている。

また、スロットルレバー３の端部3aには、アクセルペダ
ル（図示せず）を踏み込むと、スロットルレバー３を介
してスロットル弁２を第１図中時計まわりの方向（開方
向）へ回動させるワイヤ（図示せず）が連結されてお
り、さらにスロットル弁２には、これを閉方向へ付勢す
る戻しばね（図示せず）が装着されていて、これにより
上記ワイヤの引張力を弱めると、スロットル弁２は閉じ
てゆくようになっている。

ところで、エンジンアイドル運転時にスロットル弁２の
開度を制御するアクチュエータ４が設けられており、こ
のアクチュエータ４は、回転軸にウォーム6aを有する直
流モータ（以下単に「モータ」という。）５をそなえて
いて、このモータ５付きのウォーム6aは環状のウォーム
ホイール6bに噛合している。

このウォームホイール6bには雌ねじ部6dを有するパイプ
軸6cが一体に設けられており、このパイプ軸6cの雌ねじ
部6dに螺合する雄ねじ部7aを有するロット７が、ウォー
ムホイール6bおよびポイプ軸6cを貫通して取り付けられ
ている。

そして、ロッド７の先端部は、アイドルセンサとしての
アイドルスイッチ９を介して、スロットルレバー３の端
部3aに、エンジンＥがアイドル運転状態にあるときに当
接するようになっている。

ここで、アイドルスイッチ９は、エンジンアイドル運転
状態でオン（閉）、それ以外でオフ（開）となるスイッ
チである。

なお、ロッド７には長穴7bが形成されており、この長穴
7bにはアクチュエータ本体側のピン（図示せず）が案内
されるようになっており、これによりロッド７の回転防
止がはかられている。

このように、ロッド７の先端部は、エンジンＥがアイド
ル運転状態にあるときスロットルレバー３の端部3aに当
接しているので、モータ５を所定方向に回転させること
により、ウォームギヤを介しパイプ軸6cを回転させ、ロ
ッド７をアクチュエータ４から突出させる（前進させ
る）と、スロットル弁２は開くように制御され、また、
モータ５を逆方向に回転させて、ロッド７をアクチュエ
ータ４内へ引っ込ませる（後退させる）と、スロットル
弁２は戻しばねの作用によって閉じるように制御され
る。

また、スロットル弁２の開度（スロットル開度）を検出
するスロットル開度センサ８が設けられており、このス
ロットル開度センサ８としては、スロットル開度に比例
した電圧を発生するポテンショメータ等が用いられる。

さらに、エンジンＥの暖機温度としての冷却水温を検出
する水温センサ11が設けられるとともに、エンジン回転
数を点火パルスで検出する回転数センサ12が設けられて
いる。

さらにまた、車速をこれに比例した周波数を有するパル
ス信号で検出する車速センサ13が設けられており、この
車速センサ13としては、公知のリードスイッチが用いら
れる。

また、エンジンクランキング状態を検出するクランキン
グセンサとしてのクランキングスイッチ14が設けられて
おり、このクランキングスイッチ14は、セルモータがオ
ンされたときにオン（閉）、それ以外でオフ（開）とな
るスイッチである。

そして、各センサ8,9,11〜14からの検出信号を受けこれ
らの信号に基づく制御信号をアクチュエータ４のモータ
５へ出力する制御手段としてのコントロールユニット15
が設けられているが、このコントロールユニット15は、
アイドルスイッチ９によるアイドル運転状態検出時（ア
イドルスイッチ９のオン時）の設定された条件Ｉ（後
述）の下において、回転数センサ12からの信号によりエ
ンジン回転数のフィードバック制御（アイドルスピード
コントロール）を行なう一方、上記アイドル状態検出時
の他の設定された条件II（後述）の下において、スロッ
トル開度センサ８からの信号によりスロットル弁２のポ
ジションフィードバック制御を行なうものである。

ここで、上記条件Ｉとは少なくとも次の事項が満足され
た場合をいい、エンジンが比較的安定している条件をい
う。

（１）アイドルスイッチ９がオフからオンへ変化したの
ち、所定時間が経過していること。

（２）車速が極く低速（例えば2.5Km/h以下）であるこ
と。

（３）実際のエンジン回転数（実回転数）NRの目標回転
数NTWからのずれが、所定範囲内であること。

（４）クーラを有する車両等においては、クーラ負荷に
応じてクーラリレー等が切替ったのち、所定時間が経過
していること。

また、上記条件IIとは、上記条件Ｉを満足せず、エンジ
ンが比較的安定しておらず、迅速にフィードバック制御
したい場合の条件をいう。

なお、たとえ上記の条件I,IIのいずれかを満足していて
も、例えばスロットル最低開度以下あるいはスロットル
最高開度以上への制御が不可能な場合は、コントロール
ユニット15から出力はされない。

さらに、スロットル弁２の基準開度（この開度は例えば
エンジン回転数600rpm前後に対応する小さい開度として
設定されている。）に対応するアクチュエータ４のロッ
ド７の位置（基準位置）を検出するポジションセンサと
してのモータポジションスイッチ10が設けられている。
すなわちこのモータポジションスイッチ10は、ロッド７
の後端面より後方に設けられており、ロッド７が最も後
退した状態の近傍でオン（閉）、それ以外でオフ（開）
となるように構成されていて、このオンオフ信号はコン
トロールユニット15へ入力されるようになっている。

さらに、コントロールユニット15は、第２図に示すごと
く、各センサ８〜14からの入力を受けて、エンストモー
ド［エンジンＥが不作動状態（エンジン始動に際しての
準備の状態は除く）にあるモード］，クランキングモー
ド（エンジン始動モード）および走行モード（上記のエ
ンストモードおよびクランキングモード以外の運転モー
ド）を判定し、さらにエンジン回転数のフィードバック
制御（アイドルスピードコントロール）を行なうかスロ
ットル弁２のポジションフィードバック制御を行なうか
どうかという制御方法を判定し、その後この判定結果に
応じ、モータ５の駆動時間（回転方向の判断を含む）を
演算して、この時間に応じた制御信号をモータ５へ出力
しうるようになっている。

また、このコントロールユニット15は、開度較正手段と
しての機能も兼ねそなえている。

すなわち、コントロールユニット15は、第２図に示すよ
うに、水温（冷却水温）が設定水温より低いかどうか判
定し、判定条件が合うとき（以下；「YES」という。）
スロットル開度が目標開度より大きく、且つアイドルス
イッチ９がオフであるかどうか判定する。この判定にお
いて、YESのとき、モータ５をモータポジションスイッ
チ位置（アクチュエータ４のロッド７の基準位置）まで
後退させる。

なお、上述の水温の判定およびスロットル開度，アイド
ルスイッチの判定において、判定条件が合わないとき
（以下；「NO」という。）には、モータ５をモータポジ
ションスイッチ位置へ後退させない。

また、モータ５がモータポジションスイッチ位置まで後
退したかどうか判定して、YESのとき、キャリブレート
が完了したとして、水温に応じた目標開度まで見込駆動
され、NOのとき、即ちモータ５をモータポジションスイ
ッチ位置まで後退が完了していない場合には、さらにモ
ータ５を駆動して、ロッド７を後退させる。

以下、このコントロールユニット15による制御について
説明する。まずその主たる制御を行なうメインフローを
第８図に示すが、このメインフローは原則として点火パ
ルスに同期して実行される。なおこのメインフローは、
エンジン不作動時（エンスト時）のように点火パルスの
ないときは、所定の周期を有するクロックのごとき擬似
パルス信号に同期して実行される。

また、このメインフローで表わされるメインルーチンの
ほかに、いくつかのルーチンが用意されており、このル
ーチンとしては、第９図に示すようなエンスト時の処理
フロー（エンスト処理フロー）で表わされるルーチンエ
ンスト，第10図に示すような高速アイドル時の処理フロ
ー（高速アイドル処理フロー）で表わされるルーチンフ
ァーストアイドルおよび第11図に示すようなアイドルス
イッチオフ時スタートの処理フロー（アイドルスイッチ
オフスタート処理フロー）で表わされるルーチンアイド
ルスイッチオフスタート等があるが、いずれの処理フロ
ーもある周期（例えば50ms）のタイマ割込信号（50msタ
イマ割込信号）に同期して実行されるようになってい
る。

また、これらのフローは時分割実行され、第９〜11図に
示す処理フローはメインフローに優先して実行されるよ
うになっている。

さて、第８図に示すメインフローでは、まずＡ−０にお
いて初期化が行なわれ、Ａ−１において、冷却水温TW,
スロットル弁２の実開度PR,エンジンＥの実回転数NR,実
車速VR,アイドルスイッチ９からのオンオフ情報ISW,モ
ータポジションスイッチ10からのオンオフ情報MSW,クラ
ンキングスイッチ14からのオンオフ情報CSWの読み込み
が行なわれる。

そして、Ａ−２において、エンジン実回転数NRが設定回
転数N3（数百回転程度）より小さい（NR＜N3）かどうか
が判定されて、NR＜N3であれば、YESルートをとり、Ａ
−３において、クランキングスイッチ14がオンかどうか
が判定される。

クランキングスイッチ14がオンの場合は、YESルートを
とり、Ａ−４において、実回転数NRが設定回転数N1（10
0回転以下）より小さい（NR＜N1）かどうかが判定され
る。もしNR＜N1であれば、エンストモード（Ａ−６参
照）と判定される。逆にNR＜N1でなければ、クランキン
グモード（Ａ−７参照）と判定される。

一方、クランキングスイッチ14がオフの場合は、Ａ−３
からNOルートをとり、Ａ−５において実回転数NRが設定
回転数N2（100回転以下でN1よりも大きい）より小さい
（NR＜N2）かどうかが判定され、NR＜N2の場合は、Ａ−
５から、YESルートをとって、この場合もエンストモー
ドと判定される。

なお、Ａ−２においてNR＜N3でないと判定された場合
や、Ａ−５においてNR＜N2でないと判定された場合は、
走行モード（Ａ−11参照）と判定される。

すなわち、クランキングスイッチ14がオンでNR＜N1（＜
N2＜N3）であるか、あるいはクランキングスイッチ14が
オフでNR＜N2である場合に、エンストモードと判定さ
れ、クランキングスイッチ14がオンでN1≦NR＜N3である
場合に、クランキングモードと判定され、上記以外で走
行モードと判定される。これにより走行モードには、通
常走行時はもちろんのこと、アイドル運転時も含まれ
る。

そして、Ａ−６でエンストモードと判定されると、Ａ−
８においてS1＝１なるフラッグ処理がなされる。この処
理は、第９図に示すエンスト処理フローに関係するフラ
ック処理である。なおこのエンスト処理フローについて
は後述する。

また、Ａ−７でクランキングモードと判定されると、Ａ
−９において、S1＝0,S2＝０（このS2はエンスト処理フ
ローでS2＝１とおかれて、フラッグ処理に使用される）
にする処理がなされ、その後Ａ−10において、クランキ
ングマップからクランキング時のスロットル弁目標開度
PTWC（この目標開度は冷却水温に応じて変わる。）を補
間法により求め、レジスタPSに入力することが行なわれ
る。

このように補間法により得られるクランキング時のスロ
ットル開度（スロットル弁目標開度）−冷却水温特性を
示すと、第３図のようになる。

さらに、Ａ−11で走行モードと判定されると、Ａ−12に
おいて、走行マップから走行時のスロットル弁目標開度
PTWDおよびエンジン目標回転数NTWを補間法により求
め、レジスタPS,NS（以下；レジスタとその内容を同じ
符号で表わす。）に入力することが行なわれ、その後Ａ
−13において、Ａ−９と同様、S1＝0,S2＝０にする処理
がなされる。

このように補間法により得られる走行時のスロットル開
度（スロットル弁目標開度）−冷却水温特性および目標
回転数−冷却水温特性を示すと、それぞれ第４図および
第５図のようになる。

なお、Ａ−9,A−10の処理およびＡ−12,A−13の処理は
いずれの場合もどちらが先になされても差支えない。

そして、Ａ−10あるいはＡ−13の処理後は、Ａ−14にお
いて、エンジン冷却水温が設定温度を初めて越えたかど
うかが判定される。この設定温度は例えば0,10,20,…の
ように複数用意されており、実際の温度との関係で設定
温度が順次変更される。例えば実温度が８℃のときは設
定温度は10℃であり、実温度が10℃よりも高くなると、
設定温度は20℃に変更される。

このような判定がなされるのは、アイドルスイッチ９が
故障している場合でも、レジスタPSの値を変更して、正
確な制御を続行できることを保証するためである。その
詳細は後述する。

このためにＡ−14において、NOであればＡ−15におい
て、S3＝０なる処理がなされ、YESであれば、Ａ−16に
おいて、S3＝１なる処理がなされる。

その後は、Ａ−17において、アイドルスイッチ９がオン
かどうかが判定され、もしオンであれば、Ａ−18におい
て、S4＝１なるフラッグ処理がなされたあと、Ａ−19に
おいて、RAMのアドレスRMに実開度PRを入力することが
行なわれる。

そして、Ａ−20において、前記の条件I,IIからアイドル
スピードコントロールがOK（可能）かどうかが判定さ
れ、可能であれば、エンジン回転数フィードバック制御
を行なうべく、Ａ−29において、ΔＮ＝NS−NRなる演算
が行なわれ、不可能であれば、ポジションフィードバッ
ク制御を行なうべく、Ａ−21において、ΔＰ＝PS−PRな
る演算が行なわれる。

ここで、レジスタNSには前記のごとく目標回転数NTWが
入っており、PSには目標開度PTWCまたはPTWDが入ってい
る。

そして、Ａ−21,A−29の演算後は、Ａ−22およびＡ−30
において、それぞれΔＰあるいはΔＮからモータ５の駆
動時間ΔＤの算出が行なわれる。

ここで、ΔＰ−ΔＤ特性およびΔＮ−ΔＤ特性の例を示
すと、第６図（ａ）および第６図（ｂ）のようになる。

さらに、Ａ−22,A−30の処理後は、Ａ−23およびＡ−31
において、それぞれΔＤのセットが可能かどうかが判定
される。

ここで、ポジションフィードバック制御の場合（Ａ−2
3）は、例えば100ms経過していると可能、そうでなけれ
ば不可能と判定され、エンジン回転数フィードバック制
御の場合（Ａ−31）は、上記の場合よりも長い時間、例
えば700ms経過していると可能、そうでなければ不可能
と判定される。

すなわちポジションフィードバック制御では、100ms間
隔ごとの制御が可能で、エンジン回転数フィードバック
制御では、700ms間隔ごとの制御が可能ということにな
る。

その後はＡ−24,A−25,A−26において、それぞれS2＝1,
S5＝1,S6＝１であるかどうかの判定がなされ、いずれも
NOである場合は、Ａ−27において、ΔＤをモータ駆動用
タイマにセットし、Ａ−28において、タイマが０になる
までモータを駆動することが行なわれる。

これにより、エンジン回転数フィードバック制御および
ポジションフィードバック制御のいずれの場合も、エン
ジンが冷却水温等に応じた目標とする状態で制御され
る。すなわちエンジンアイドル回転数を最適な状態に制
御できるのである。

なお、Ａ−24,A−25,A−26のいずれかにおいて、YESで
あれば、モータ駆動制御はされずにリターンされる。

ところで、アイドルスイッチ９がオフの場合は、Ａ−17
においてNOルートをとって、Ａ−32において、PS＞PRか
どうかの判定がなされる。もし実開度PRが目標開度PS
（PTWCないしPTWD）よりも小さい場合は、Ａ−19におい
て、RAMのアドレスRMに実開度PRが入力され、以降はＡ
−20〜Ａ−31までの処理が適宜行なわれる。これによ
り、たとえアイドルスイッチ９が故障していてオフして
いるような場合、実開度PRが目標開度PSよりも小さい場
合でも、実開度PRを目標開度PSにまで制御することがで
き、エンスト等を招くことがない。

また、Ａ−32において実開度PRが目標開度PS以上の場合
は、Ａ−33において、S4＝０かどうかが判定される。

もし、故障などによりアイドルスイッチ９が１回もオン
していない場合は、Ａ−18なる処理（S4＝１とする処
理）をとらないから、S4＝０であり、この場合は、Ａ−
34において、冷却水温が通常の走行時における水温（70
〜110℃）よりも低いかどうかが判定され、もし低けれ
ば、Ａ−38において、S5＝１とするフラッグ処理がなさ
れる。この処理は、第11図に示すアイドルスイッチオフ
スタート処理フローに関係するフラッグ処理である。な
おこのアイドルスイッチオフスタート処理フローについ
ては後述する。

そして、S4＝１の場合、あるいはS4＝０であるけれども
冷却水温が通常走行時水温よりも高い場合は、Ａ−35に
おいて、S3＝１かどうかが判定される。

もしS3＝１であれば、すなわち設定温度を初めて越えた
なら（Ａ−14,A−16参照）、Ａ−36において、S6＝１な
るフラッグ処理がなされる。この処理は、第10図に示す
高速アイドル処理フローに関係するフラッグ処理であ
る。なおこの高速アイドル処理フローについては後述す
る。

また、S3＝０の場合、すなわち設定温度をすでに越えた
場合（Ａ−14,A−15参照）は、Ａ−37において、ΔＰ＝
０とする処理がなされ、これによりモータ５は駆動され
ず、ロッド７は現在の位置を保持する。

このようにして、Ａ−８（S1＝１とする処理）,A−36
（S6＝１とする処理）,A−37（ΔＰ＝０とする処理）お
よびＡ−38（S5＝１とする処理）がなされると、その後
リターンされる。

なお、メインフローは点火パルス（擬似パルス信号を含
む。以下同じ。）ごとに、Ａ−１の処理を開始し、点火
パルス１回についていえば、次の点火パルスが出るまで
にＡ−１からＡ−38までの適宜の処理は１回だけ行なわ
れ、その後はリターン処理のところで待ち状態となって
いる。

すなわちある点火パルスが入力されると、メインフロー
の処理が１回だけ行なわれ、リターン処理のところで待
ち状態となり、次の点火パルスが入力されると、再度Ａ
−１の処理から開始し、リターン処理のところで待つ。
以下同様の処理が繰り返されるのである。

したがって、ある点火パルスが入力されても、ΔＤのセ
ットが不可能な場合があり、この場合はロッド７の駆動
はなされない。このため実際は何回かの点火パルスごと
にロッド７の位置が変更される。

次に、第９図に示すエンスト処理フローについて説明す
る。

このフローは、エンジンキーがオンしたのち、このキー
がイグニッション位置に一定時間T0以上保持されると、
ロッド７を後退させてこれを基準位置に位置させるよう
にしたフローである。なお、一定時間T0が経過していな
いときは、エンジン始動準備状態であるとみなして、ク
ランキング制御を行なうように作用する。

まず、Ｂ−０において、S1＝１かどうかの判定がなされ
るが、メインフローのＡ−６でエンストモードと判定さ
れると、この場合はＡ−８において、S1＝１とされるの
で、このときにこのエンスト処理フローがスタートされ
ると、Ｂ−０からYESルートをとる。

そして、Ｂ−１において、Ｔ＝Ｔ＋１なるカウント処理
がなされ、Ｂ−２において、Ｔ＞T0がどうかが判定され
る。通常このT0はエンストと判断されるのに十分な時間
に設定される。

もし、Ｔ＞T0であれば、Ｂ−３においてS7＝１かどうか
が判定される。最初はS7＝０であるから、Ｂ−４におい
て、S2＝１とする処理がなされたのち、Ｂ−５におい
て、モータポジションスイッチ10がオンかどうかが判定
される。

通常ロッド７はモータポジションスイッチ10よりも前方
に位置してこのモータポジションスイッチ10をオフの状
態にしているので、Ｂ−５ではNOルートをとり、これに
よりＢ−７において、パルス幅L1でモータ５を駆動させ
て、ロッド７を後退駆動させることが行なわれる。この
ときの後退幅はパルス幅L1で決まるが、この幅は比較的
大きく設定されている。

Ｂ−７の処理の後はリターンされ、待ち状態となるが、
次の50msタイマ割込信号により、再度Ｂ−０の処理がな
される。エンスト状態でモータポジションスイッチ10が
オフの場合は、Ｂ−0,B−1,B−2,B−3,B−4,B−5,B−７
およびリターンを50msごとに何回か繰り返しながら、ロ
ッド７は所定の幅で後退してゆく。

このようにしてロッド７が後退してゆくことにより、モ
ータポジションスイッチ10がオンすると、Ｂ−５におい
てYESルートに切り替わり、Ｂ−６において、S7＝１な
る処理が行なわれたあと、Ｂ−８において、モータポジ
ションスイッチ10がオフかどうかが判定される。

この場合はモータポジションスイッチ10がオンであるの
で、NOルートをとり、Ｂ−９において、パルス幅L2（＜
L1）でモータ５を駆動させて、ロッド７を前進駆動させ
る。

このときの前進幅はパルス幅L2で決まるが、この幅は比
較的小さく設定されている。

Ｂ−９の処理の後はリターンされ待ち状態となるが、次
の50msタイマ割込信号により、再びＢ−０の処理がなさ
れるが、この場合Ｂ−６でS7＝１とされているので、Ｂ
−３からYESルートを経てＢ−８へジャンプし、その後
Ｂ−９の処理がなされる。

このようにして、ロッド７が50msごとに徐々に前進して
ゆくことにより、モータポジションスイッチ10がオフと
なると、Ｂ−８からYESルートをとり、Ｂ−10,B−11,B
−12において、次々とS1＝0,S2＝0,S7＝０とする処理が
なされる。

このときロッド７は、まず迅速に後退したのち、ゆっく
りと少しだけ前進して止まるという一連の動きをする。

これによりロッド７が停止するが、この位置がスロット
ル弁２の基準開度に対応するアクチュエータ４の基準位
置となる。したがって、その後に例えばスロットル開度
センサ８のごとき本装置の構成部品を交換したような場
合でも、上記の基準位置で、スロットル開度センサ８か
らの出力をキャリブレートすることができ、またアイド
ルスクリュー等を調整してエンジン回転数を所望値に調
整することもでき、制御精度の低下を招くことはない。

ところで、第９図のＢ−２において、Ｔ＞T0でない場
合、すなわちエンジン始動準備状態であるかも知れない
場合は、Ａ−10と同様、Ｂ−13において、クランキング
マップからクランキング時のスロットル弁目標開度PTWC
を補間法により求めレジスタPSに入力することが行なわ
れる。

このようにして補間法により得られるスロットル開度特
性は第３図のようになる。

そして、Ｂ−14においてアイドルスイッチ９がオンかど
うかが判定される。通常はオンであるから、Ｂ−15にお
いてS4＝１なる処理がなされ、その後Ｂ−16において、
RAMのアドレスPMに実開度PRを入力する。

さらに、Ｂ−17において、ΔＰ＝PS−PRなる演算が行な
われる。ここでレジスタPSには目標開度PTWCが入ってい
る。

そして、Ｂ−17の演算後は、Ｂ−18において、ΔＰから
モータ５の駆動時間ΔＤの算出が行なわれる。

さらに、Ｂ−18の処理後は、Ｂ−19において、ΔＤのセ
ットが可能かすなわち例えば100ms経過しているかどう
かが判定され、セット可能であるなら、Ｂ−20でS5＝１
かどうか判定され、S5＝０なら、Ｂ−21において、ΔＤ
をモータ駆動用タイマにセットしてから、Ｂ−22におい
て、このタイマが０になるまでモータ５を駆動すること
が行なわれる。

これにより、エンジン始動に際して、ポジションフィー
ドバック制御により、スロットル開度を所望位置にセッ
トしておくことができる。

ところで、アイドルスイッチ９が故障しているような場
合は、Ｂ−14において、NOルートをとるが、その後Ｂ−
23において目標開度PSと実開度PRとの比較が行なわれ、
PS＞PRなら、実開度PRをクランキング時のスロットル弁
目標開度PTWCにすべく、Ｂ−16〜Ｂ−22の処理が行なわ
れる。一方、PS＞PRでないなら、Ｂ−24において、S4＝
０かどうかが判定され、もし１回もアイドルスイッチ９
がオンしていない場合は、S4＝０であるから、Ｂ−25に
おいて、冷却水温が通常走行時水温よりも低いかどうか
が判定される。

そして、冷却水温が通常走行時水温よりも低い場合は、
Ｂ−27において、アイドルスイッチオフスタート処理フ
ロー用のフラッグ処理（S5＝１）がなされる。

なお、Ｂ−24において、S4＝１であると判定された場合
や、冷却水温が通常走行時水温以上の場合は、Ｂ−26に
おいてΔＰ＝０とする処理がなされ、この場合モータ５
は駆動されず、ロッド７は現在位置を保持する。

また、ロッド７が基準位置にあるときは、Ｂ−10におい
てS1＝０とされるので、その後はＢ−０においてNOルー
トをとり、Ｂ−28においてＴ＝０とするリセット処理が
なされてから、リターンされる。

ここで、この第９図に示すエンスト処理フローでは、キ
ースイッチオンでしかもスタータ位置にない（イグニッ
ション位置にある）時間がT0秒以上続くと、ロッド７
が、モータポジションスイッチ位置まで後退駆動され、
基準位置にセットされるようになっている。一方、キー
スイッチがイグニッション位置にある場合でもキースイ
ッチオン後、T0を経過していないときや、キースイッチ
がスタータ位置にあるときは、クランキング制御が行な
われるのである。

次に、第10図に示す高速アイドル処理フローについて説
明する。

このフローは、アイドルスイッチ９が接触不良や断線等
の故障により、オフとなったままの状態でも、第７図に
示すごとく、離散的に設定された温度（例えば前述の例
では、0,20,30℃…）に、冷却水温が達するごとに、ラ
フではあるが冷却水温に応じて目標開度PTWC又はPTWDを
変更できるようにしたフローである。

すなわち、第10図のＣ−０において、S6＝１かどうかの
判定がなされるが、メインフローのＡ−35でS3＝１即ち
冷却水温が設定温度を初めて越えた場合は、Ａ−36にお
いて、S6＝１とされるので、このときに高速アイドル処
理フローがスタートされると、Ｃ−０においてはYESル
ートをとる。逆に上記のような状況でない場合はNOルー
トをとり、その後すぐにリターンされ、次の50msタイマ
割込信号が入力されるまで、待ち状態となる。

Ｃ−０においてYESルートをとると、Ｃ−１において、
ΔＰ＝PS−PMなる演算が行なわれる。ここで、PSは目標
開度,PMは１つ前の処理フローにおいて設定された目標
開度である。

そしてＣ−２において、ΔＰからモータ駆動時間ΔＤが
演算され、Ｃ−３において、ΔＤがセット可能かどう
か、すなわち100ms経過しているかどうかの判定がなさ
れ、可能ならば、Ｃ−４において、RAMのアドレスPMにP
Sを入力し、Ｃ−５において、ΔＤをモータ駆動用タイ
マにセットしてから、Ｃ−６において、タイマが０にな
るまでモータ５を駆動する。

その後はＣ−７において、S6＝０としてリターンして、
次の50msタイマ割込信号が入力されるまで、待ち状態と
なる。

すなわち、この第10図に示すフローにおいては、アイド
ルスイッチ９が故障してオフしたままの状態でも、第７
図に符号ａで示すようにラフではあるが、Ｃ−１〜Ｃ−
６の処理によって、モータ５を駆動させて、ロッド７を
冷却水温に応じ目標開度を変化させてゆくことができ
る。これによりアイドルスピードコントロールが不可能
なアイドルスイッチ９の故障時においても、エンジン冷
態時始動が可能となり、且つ冷却水温の上昇とともに、
エンストを起こさない程度の高速アイドル制御が可能と
なるのである。なお第７図中の符号ｂは第3,4図の特性
に対応する目標開度特性を示す。

次に、第11図に示すアイドルスイッチオフスタート処理
フローについて説明する。このフローは、１度もアイド
ルスイッチオンの履歴をもたないような場合（アイドル
スイッチ９が故障したようなときが考えられる）におい
て、実開度（スロットル開度）PRが目標開度PS以上で、
且つ冷却水温が低いようなときにでも、エンジンＥを確
実にスタートできるようにしたフローである。

すなわち、このフローでは、まずＤ−０において、S5＝
１かどうかの判定がなされるが、上記の条件（冷却水温
が低、且つアイドルスイッチオフおよびPR≧PSであるこ
とを満足している条件をいい、以下アイドルスイッチオ
フスタート条件という。）下では、第８図のＡ−38にお
いて、S5＝１なる処理がなされるので、このアイドルス
イッチオフスタート条件下では、Ｄ−０からYESルート
をとり、逆に上記アイドルスイッチオフスタート条件を
満足しない場合にはNOルートをとりリターンされ、次の
50msタイマ割込信号が入力されるまで、待ち状態とな
る。

Ｄ−０でYESルートをとったのちは、Ｄ−１においてS8
＝１かどうかが判定される。最初はS8＝０であるから、
Ｄ−２において、モータポジションスイッチ10がオンか
どうかが判定される。

通常ロッド７はモータポジションスイッチ10の前方にあ
ってこれをオフの状態にしているので、Ｄ−３において
S9＝１かどうかが判定される。最初はS9＝０であるの
で、Ｄ−17において、パルス幅L1でモータ５を駆動させ
て、ロッド７を後退駆動させる。

このパルス幅L1は前述のごとく比較的大きく設定されて
いる。

Ｄ−17の処理の後はリターンされ、次の50msタイマ割込
信号が入力されると、再度Ｄ−0,D−１の処理がなされ
るが、このときまだモータポジションスイッチ10がオフ
であるなら、再度Ｄ−3,D−17を経て、ロッド７が更に
後退される。以後同様にしてモータポジションスイッチ
10がオンするまでロッド７を後退させる。

そして、モータポジションスイッチ10がオンすると、Ｄ
−４において、S8＝１なる処理がなされ、Ｄ−５におい
て、モータポジションスイッチ10がオフかどうかが判定
されるが、このときモータポジションスイッチ10はオン
であるので、Ｄ−６において、パルス幅L2（＜L1）でモ
ータ５を駆動させて、ロッド７を前進駆動させる。ここ
でパルス幅L2は比較的小さく設定されているので、ロッ
ド７の前進度は小さい。この処理の後は、リターンさ
れ、次の50msタイマ割込信号が入力されると、再びＤ−
0,D−１と続く処理がなされるが、この場合、前の処理
におけるＤ−４でS8＝１とされているので、Ｄ−１にお
いてＤ−５へジャンプし、その後Ｄ−5,D−６の処理が
なされる。

このようにして、ロッド７が徐々に前進してゆくことに
より、モータポジションスイッチ10がオフする。これに
よりロッド７は基準位置をとることになる。このように
モータポジションスイッチ10がオフすると、Ｄ−５にお
いてYESルートをとり、Ｄ−7,D−8,D−９において、そ
れぞれS8＝0,S9＝1,S4＝１なる処理がなされたあと、Ｄ
−10において、ΔＰ＝PS−POなる演算が行なわれる。こ
こでPSは目標開度であり、POはロッド７の基準位置（モ
ータポジションスイッチ位置）における基準開度であ
る。

その後は、Ｄ−11において、RAMのアドレスPMにPSの値
を入力し、Ｄ−12において、ΔＰからモータ駆動時間Δ
Ｄを算出してから、Ｄ−13でΔＤのセットが可能である
かどうか、即ち100ms経過しているかどうかが判定さ
れ、セット不可能であれば、リターンされ、待ち状態と
なる。このようにリターンされると、Ｄ−８においてS9
＝１とする処理がなされているので、次の50msタイマ割
込信号の入力により、Ｄ−0,D−1,D−2,D−3,D−10,D−
11,D−12,D−13へ至る処理がなされる。そして100msが
経過してΔＤのセットが可能になると、Ｄ−14におい
て、ΔＤをモータ駆動用のタイマにセットし、Ｄ−15に
おいて、タイマが０になるまでモータ５を駆動すること
が行なわれる。これによりアイドルスイッチオフスター
ト条件下でも、ロッド７を一旦基準位置に迅速に戻した
あと、ポジションフィードバック制御により所定の目標
開度位置にセットすることができ、エンジンＥの円滑な
始動と正確な制御とが確保される。

なお、Ｄ−15の処理の後は、Ｄ−16において、S5＝０と
する処理がなされ、リターンされる。これによりこのフ
ローは、その後Ｄ−０からNOルートを経てリターンへ行
く処理を50msごとに繰り返す。

したがって、第８図，第10図および第11図に示すフロー
により、次のようなエンジン作動が可能となる。すなわ
ちアイドルスイッチ９が、故障などを起こしていて、オ
フ状態を維持しているときでも、第11図に示すフローに
より、エンジンＥの始動が可能であるが、エンジン始動
後は、第11図のＤ−９でS4＝１とする処理がなされるの
で、第８図のＡ−33においてNOルートが選択され、もし
S3＝１であるなら、すなわち初めて設定温度を超え目標
開度を下げたい場合は、Ａ−36の処理を受けて、第10図
に示すフローにより、スロットル開度が所定量だけ減じ
られる。

このときオーバシュートにより実開度PRが目標開度PS以
下になるのが常であるが（第７図の符号ｃ参照）、この
ようにPS＞PRとなると、第８図のＡ−32においてYESル
ートをとり、その後はＡ−19〜Ａ−31の処理によって、
実開度PRが目標開度PSと一致するように調整される（第
７図の符号ｄ参照）。

このようにして、本装置は、エンジン回転数フィードバ
ック制御かスロットル弁２のポジションフィードバック
制御かを行なえるほか、エンジン不作動時には、ロッド
７を基準位置へセットしたり、アイドルスイッチ９の故
障時でも、エンジンＥの円滑な始動を確保したり、その
後の高速アイドル制御を行なったりすることができるの
であるが、その他に次のようなフェールセーフ機能を有
している。すなわちスロットル開度センサ８が故障して
いる場合（スロットル開度センサ出力がほぼ０の場合）
には、モータ５を前進駆動しても、スロットル開度セン
サ出力は依然として０であるため、制御が暴走するおそ
れがある。そこでかかる場合は、モータ５を駆動してロ
ッド７をモータポジションスイッチ位置（基準位置）ま
で後退させ、その後はモータ５を一切駆動させないよう
にして、フェールセーフ機能を発揮させているのであ
る。そして、エンジン始動時のアイドル運転状態の履歴
が検出されない場合に、一旦アクチュエータを基準位置
に戻すことにより、この基準位置の一点のみを検出する
だけで、その基準位置からのアクチュエータ作動量を算
出してアクチュエータの作動位置を制御かつ検出でき、
それによってスロットル弁のエンジン始動時アイドル位
置の制御を簡単な構成により行なうことが可能となる。

したがって、エンジン始動時アイドル回転数制御を行な
う寸前に基準位置設定ができ、エンジン始動時アイドル
回転数制御を正確に行なうことができるものである。

なお、第８図に示すメインフローの構成としては、上述
のもののほか、前処理（イニシャライズ）ルーチン，メ
インルーチンおよび後処理ルーチンの構成をとることも
でき、この場合、前処理ルーチンは、エンジンキーのオ
ン直後かどうか判定する分岐ブロックと、本実施例にお
ける分岐ブロックＡ−17,A−32,A−34と、ブロックＡ−
32,A−34に付随するブロックＡ−0,A−1,A−10と、さら
に、アイドルスイッチオフスタート処理フローを作動さ
せるブロックＡ−38とで構成される。そして、エンジン
キーのオン直後で、冷却水温が低、且つ、アイドルスイ
ッチオフおよびPR≧PSであるとき、Ａ−38において、S5
＝１とされて、ロッド７が基準位置まで戻り、その後モ
ータ５の前進駆動により、スロットル弁２が目標開度PS
へ駆動されて、スロットル弁２の開度較正ができるので
ある。

なお、温度センサとしては、水温を検出するもののほ
か、エンジン潤滑油温度やエンジン壁部あるいは近傍の
温度を検出するものでもよい。

さらに、RAMの代わりに、電源不揮発性メモリ（ROM等）
を用いてもよい。

また、本装置は、キャブレタ方式の燃料供給系をもつエ
ンジンにも、インジェクタ方式の燃料供給系をもつエン
ジンにも適用できる。

以上詳述したように、本発明のエンジンアイドル回転数
制御装置によれば、ドライバーが、エンジン始動時にア
イドル運転状態に相当するスロットル開度を上回るスロ
ットル開度となるアクセルペダル量を踏み込んで、アイ
ドルセンサがアイドル運転状態と検出できなくなった場
合、およびエンジン始動時にアイドルセンサが故障して
アイドル状態でないと検出された場合に、スロットル弁
を制御するアクチュエータを基準位置まで戻し、温度セ
ンサの出力に応じたスロットル弁目標開度位置になるよ
うに、アクチュエータの基準位置からの作動量を設定す
ることで、アイドル回転数を下回ってエンストすること
なく、充分なエンジン始動時アイドル回転数が得られる
とともに、スロットル弁のアクチュエータの位置検出お
よび位置設定をアクチュエータが基準位置検出と基準位
置からの作動量とからでき、エンジンアイドル回転数制
御を簡便かつ安価構成により行なうことができる、とい
う効果ないし利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としてのエンジンアイドル回転数
制御装置を示すもので、第１図はその全体構成図、第２
図はその制御要領を示すブロック図、第３〜５図，第６
図（ａ），（ｂ）および第７図はいずれもその作用を説
明するためのグラフ、第８〜11図はいずれもその作用を
説明するための流れ図である。 １……エンジン吸気通路、２……スロットル弁、2a……
軸、３……スロットルレバー、3a……スロットルレバー
端部、４……アクチュエータ、５……モータ、6a……ウ
ォーム、6b……ウォームホイール、6c……パイプ軸、6d
……雌ねじ部、７……ロッド、7a……雄ねじ部、7b……
長穴、８……スロットル開度センサ、９……アイドルス
イッチ（アイドルセンサ）、10……モータポジションス
イッチ（ポジションセンサ）、11……水温センサ（温度
センサ）、12……回転数センサ、13……車速センサ、14
……クランキングスイッチ（クランキングセンサ）、15
……制御手段および開度較正手段としてのコントロール
ユニット、Ｅ……エンジン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクセルペダルと連動するとともにエンジ
   ン吸気通路に設けられたスロットル弁と、アイドル開度
   近傍に位置する上記スロットル弁と係合して同スロット
   ル弁の開度を規制するアクチュエータと、上記スロット
   ル弁の開度を検出するスロットル開度センサと、エンジ
   ンがアイドル運転状態であることを検出するアイドルセ
   ンサと、上記エンジンの暖機温度を検出する温度センサ
   とをそなえるとともに、 上記アイドルセンサによるアイドル運転状態検出時に設
   定された条件下において、上記スロットル開度センサか
   らの実開度信号と少なくとも上記温度センサの出力を含
   むエンジン運転状態情報に応じた目標開度とを比較し、
   上記実開度が上記目標開度に近づくように制御信号を上
   記アクチュエータへ出力する制御手段をそなえ、 さらに上記アクチュエータが基準位置にあるか否かを検
   出する位置検出手段をそなえ、 エンジン始動時において、上記温度センサがエンジンの
   冷態を検出し、上記アイドルセンサがエンジン始動時の
   アイドル運転状態の履歴がないことを検出したとき、上
   記位置検出手段の出力を受けて上記アクチュエータを上
   記基準位置まで戻した後、上記アクチュエータに上記基
   準位置と上記目標開度相当位置との差に応じた制御信号
   を出力する開度較正手段が設けられたことを特徴とす
   る、エンジンアイドル回転数制御装置。